(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が格子状に配列され、前記発光素子の部位を除いて表面が樹脂で被覆された発光素子基板と、
前記発光素子の先端部を突出させる発光素子孔と外光を捕捉する捕捉孔とが設けられていると共に前記発光素子間に前記発光素子列に沿って所定の方向に延びる庇が設けられ、さらに前記樹脂との間に間隙を設けて前記発光素子基板の前面に配置されたシェードと、
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記シェードの平坦部の表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記樹脂の表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記樹脂には、前記捕捉孔に対応する位置にその表面に凹部が、もしくは前記発光素子基板の表面に達する部分にまで凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記庇と直交する方向に対する前記捕捉孔の長さは、前記シェードの平坦部の表面から前記凹部の最深部までの距離の１／２以下に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記庇と直交する方向に対する前記捕捉孔の間隔は、前記間隙の２倍以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に多数の発光素子を発光させて表示を行う屋外型の画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、大型画像表示装置は、発光素子により構成される表示ユニットを平面上に多数配列することにより構成されている。発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）が使用されるようになり、３原色の発光素子の配置や配列ピッチを任意に設計できることから、用途に応じて様々な解像度や輝度を持つ大型画像表示装置が構成できるようになった。しかし、大型画像表示装置は屋外に設置されることが多く、画像表示装置の表面で太陽光が反射することによりコントラストが低下することがあり、その対策が必要である。そこで、従来の表示装置では、発光素子の先端部を露出させるために設けられた貫通孔を備え、この貫通孔に収容された発光素子に太陽光線が当たらないようにするために、発光素子の上側横方向に発光素子の先端の高さよりも高い庇を設けたシェードを、多数の発光素子をマトリクス状に配列したプリント基板の前面に防滴、防塵のためにシリコーン等の充填材を発光素子の周囲に充填してビス等を用いて取り付けている。また、庇には、排水性を向上させるために水平方向と、下方からの視認性を向上させるために前方方向に傾斜が付けられている。さらに、コントラストを向上させるための方法としては、庇先端を更に長くすることにより太陽光の遮断量をより多くさせる方法や、庇先端以外のシェード面を下向きにすることで、太陽光を下側に反射させ正面からのコントラストを向上させる方法がある。ただし、庇先端を長くする方法は、表示装置の垂直方向の視認角度を狭くするという弊害があり、また、低い高度から太陽光が照射される場合には、庇先端により太陽光を遮断することが難しく、コントラストの低下を防ぐことが困難である。
【０００３】
そこで、特許文献１の画像表示装置では、正方格子、千鳥格子配置など規則的に配設した発光素子群の中で、残りの格子点に対応する個所に発光素子が存在しないスペース領域を設け、そのスペース領域に表示面より見て凹部が形成された開口部を設けることにより、外光による反射光量を低減してコントラストを向上させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３００９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の画像表示装置では、発光素子を配列する基板に発光素子が存在しないスペース領域を設け、このスペース領域に表示面より見て凹部が形成された開口部材を取り付けることによって、外光による反射光量を低減している。しかしながら、一般的に発光素子基板の前面は、表面保護および太陽光を遮るため庇を持つ樹脂製のシェードが設置される場合が多いため、このシェードにより、充分な性能を発揮できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、シェードが設置された画像表示装置においても、外光による反射光量を大幅に低減することができ、高いコントラストが得られる画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、複数の発光素子が格子状に配列され、前記発光素子の部位を除いて表面が樹脂で被覆された発光素子基板と、前記発光素子の先端部を突出させる発光素子孔と外光を捕捉する捕捉孔とが設けられていると共に前記発光素子間に前記発光素子列に沿って所定の方向に延びる庇が設けられ、さらに前記樹脂との間に間隙を設けて前記発光素子基板の前面に配置されたシェードと、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の画像表示装置によれば、シェードに外光を捕捉するための孔を設け、外光のシェードからの反射光量を低減することによって、コントラストを向上させることができる画像表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における画像表示装置の概略斜視構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における画像表示装置の概略正面図及びＡ−Ａ部断面図である。
【図３】従来の画像表示装置の動作を説明する要部図である。
【図４】本発明の実施の形態１における画像表示装置の動作を説明するための要部図である。
【図５】本発明の実施の形態２における画像表示装置の概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その１）である。
【図７】本発明の実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その２）である。
【図８】本発明の実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その３）である。
【図９】本発明の実施の形態３における画像表示装置の概略断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における画像表示装置の動作を説明するための要部図である。
【図１１】本発明の実施の形態３の他の態様における画像表示装置の動作を説明するための要部図である。
【図１２】本発明の実施の形態３のさらに他の態様における画像表示装置の動作を説明するための要部図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態における画像表示装置について図１〜図１２を参照して説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における画像表示装置の概略斜視構成図であり、図２は、この画像表示装置の概略正面図及びＡ−Ａ部断面図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、画像表示装置１は、複数の発光素子２が格子状に配列された発光素子基板３と、発光素子２の部位を除いて発光素子基板３の表面を被覆するシリコーン樹脂４と、発光素子基板３の前面に配置され発光素子２の先端部を突出させる発光素子孔５ａ、外光を捕捉する矩形の開口を持つ捕捉孔５ｂ、発光素子２間に前記発光素子２列に沿って所定の方向に延びる庇５ｄを持つシェード５と、発光素子基板３を収容するケース６と、発光素子基板３から外部に取り出される配線７と、この配線７を外部に取り出すケース６に設けられた配線孔８とにより構成されている。
【００１３】
次に、実施の形態１による画像表示装置の動作、効果について説明する。図３は、従来
の画像表示装置の動作を説明する要部図である（発光素子部分は省略）。太陽光が画像表示装置の前面に配置されているシェード１５で反射されると画像表示装置を視る人の目１３にこの反射光１２が入り、発光素子で表示される画像情報を視認し難くさせる。この反射光１２が画像表示装置のコントラストを低下させる大きな要因である。このため、この反射光１２ができるだけ目１３に入らないように、シェード１５には庇１５ｄが設けられている。太陽光１０の入射光１１が庇５ｄの高さとピッチで決まる入射角α以上で入った場合には、入射光１１が庇１５ｄによって遮られ、シェード１５から反射した反射光１２は画像表示装置を視る人の目１３には入らず、コントラストの低下は生じないが、太陽光１０の入射光１１が入射角α以下で入った場合には、シェード１５の平坦部１５ｃの表面で反射された反射光１２が画像表示装置を視る人の目１３に入る。従って、画像表示装置を視る人の位置と太陽高度にもよるが、一般的に太陽高度が高い場合には庇１５ｄが有効であるが、太陽高度が低い場合には充分な効果が期待できない。庇１５ｄを高くすれば発光素子（表示せず）から発せられる光も遮られ、垂直方向の視野角が狭くなるので、庇１５ｄの高さをあまり高くすることはできない。
特許文献１では、配線基板の発光素子のない部分に凹部が形成された開口部材を取り付けることが提案されているが、保護のため配線基板前面にシェードが設置される場合が多く、この場合には効果がない。
【００１４】
画像表示装置のコントラストＣｒは、次式で決定される。
Ｃｒ＝  Ｌｈ／Ｌｄ                                          ・・・（１）
ここで、Ｌｈは表示時の面輝度（明輝度）、Ｌｄは非表示時の面輝度（暗輝度）であり、表示時の面輝度ＬｈはＬ＋Ｌｄで表わされ、Ｌは発光素子の表示輝度、Ｌｄは太陽光による反射光量である。
従って、この式から、コントラストＣｒを向上させるには、発光素子の表示輝度Ｌが同じであれば、外光である太陽光による反射等を低減すればよいことがわかる。そのため、一般的には、シェードに庇を設ける対策が採られている。しかし、シェードの庇のみでは、太陽を背にして画像表示装置を視る場合には、コントラストの向上の効果は限定的である。
【００１５】
そこで、屋外で垂直に設置された画像表示装置の画像を視る場合を想定して、本発明の動作について説明する。図１及び図２に示すように実施の形態１における画像表示装置１では、シェード５に庇５ｄに加え、太陽光（外光）１０を捕捉する捕捉孔５ｂが発光素子２のない平坦部５ｃに設けられている。これにより、図４の実施の形態１における画像表示装置の動作を説明するための要部図で示すように、太陽光１０の入射光１１の一部を捕捉孔５ｂで捕捉させ、反射光量を低減させることによって、コントラストＣｒを向上させることができる。すなわち、入射角がシェード５の厚さｔと捕捉孔５ｂの縦の長さｄで決まる入射角β１（＝ｔａｎ-1（ｄ／２ｔ）≦α）以上の太陽高度であれば、太陽光１０の一部は捕捉孔５ｂで捕捉され、画像表示装置１を視る人の目１３には入らず、コントラストＣｒを向上させることができる。ここでは、地面と垂直な方向を縦と称している。また、入射角がβ１以下の低い太陽高度では、捕捉孔５ｂに入った入射光１１は発光素子基板３の表面を被覆しているシリコーン樹脂４の表面４ｃで反射されて、外部に取り出されて、目１３に入るのが、表面４ｃでの散乱、吸光により減光されるので、シェード５の平坦部５ｃでの反射に比べて、コントラストＣｒの低下は少ない。従って、捕捉孔５ｂで反射されて目１３に入る入射角１１の角度β１は角度αよりも小さいため、従来よりも太陽高度が低い入射角がαからβ１の場合に対して、コントラストの向上に有効であり、また、β１以下の低い太陽高度での入射角に対しても、シェード５の平坦部５ｃの表面での反射に比べて、シリコーン樹脂４の表面４ｃでの反射が少ないのでコントラストＣｒを向上させることができる。
【００１６】
シリコーン樹脂４の表面４ｃに凹凸を形成しておくことと、併せて捕捉孔５ｂのない部分でのシェード５の平坦部５ｃ表面に凹凸を形成しておくことは、不要な反射を防ぐこともコントラストの向上に有効である。
【００１７】
このように、実施の形態１における画像表示装置では、発光素子がないシェードの平坦部に捕捉孔を設けて、太陽光の一部を捕捉することにより、反射光量を低減することができるので、従来よりも低い太陽高度に対してもコントラストを向上させることができるという顕著な効果がある。
【００１８】
実施の形態２．
図５は、実施の形態２における画像表示装置の概略断面図であり、図６は、実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その１）、図７は、実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その２）、図８は、実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図（その３）である。
【００１９】
図５に示すように、実施の形態２における画像表示装置では、図２に示す実施の形態１の画像表示装置との違いは、発光素子基板３とシェード５との間に間隙９を設けたことであり、他の構成要素は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００２０】
次に、実施の形態２における画像表示装置の動作、効果について、まず、図６の画像表示装置の動作を説明するための要部図（その１）を参照して説明する。発光素子基板３とシェード５との間に間隙９を設けたことにより、シェード５の平坦部５ｃとシリコーン樹脂４の表面４ｃとの距離を増大させることができ、太陽光１０がシリコーン樹脂４の表面４ｃで反射されて、外部に取り出される入射角β２が入射角β１よりも小さくなり、実施の形態１よりも入射角の小さい入射光１１に対しても反射光量を抑制することができ、より低い太陽高度に対してもコントラストの向上を図ることができる。シェード５の厚さｔ、捕捉孔５ｂの縦の長さｄ及び間隙ｓとすると、入射角β２は、β２＝ｔａｎ-1（ｄ／２（ｔ＋ｓ））で表わされる。
【００２１】
捕捉孔５ｂによるコントラストの向上効果は、捕捉孔５ｂの総面積に比例する。従って、図７の画像表示装置の動作を説明するための要部図（その２）に示すように、捕捉孔５ｂの数量を増加させることが好ましい。特に、捕捉孔５ｂの縦の長さｄが小さい程シリコーン樹脂４表面４ｃから反射される領域が小さくなることから、縦の長さｄが小さい捕捉孔５ｂを多数設けることが有効である。ここで、庇５ｄと庇５ｄの間に捕捉孔５ｂの数量を増加させると上部の捕捉孔５ｂに入射した外光が間隙９によるシェード５の裏面とシリコーン樹脂４の表面４ｃとの間で多重反射して下部の捕捉孔５ｂから外部に取り出される可能性があるが、多重反射により減光されるので、そのコントラストに与える影響は小さい（図８の画像表示装置の動作を説明するための要部図（その３）参照）。
【００２２】
また、シェード５裏面とシリコーン樹脂４との隙間９に対して、捕捉孔５ｂの上下の間隔ｐが狭い場合、上部の捕捉孔５ｂより入射した太陽光１０が、シリコーン樹脂４表面４ｃに反射して下部の捕捉孔５ｂを通り前方へ出射される。このため、捕捉孔５ｂの間隔ｐを、シェード５裏面とシリコーン樹脂４表面４ｃとの間隙９の２倍以上（ｐ≧２ｓ）に設定することが好ましい。
【００２３】
このように、実施の形態２における画像表示装置では、発光素子がないシェードの平坦部に捕捉孔を設けると共に、シェードと発光素子基板との間に間隙を設けることにより、シェード表面とシリコーン樹脂表面の距離を増大させて、太陽光の一部を捕捉することにより、反射光量を低減することができるので、実施の形態１よりも、さらに低い太陽高度
に対してもコントラストを向上させることができるという顕著な効果がある。
【００２４】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３における画像表示装置の断面図であり、図１０は、実施の形態２における画像表示装置の動作を説明するための要部図、図１１は、実施の形態２の他の実施態様における画像表示装置の動作を説明するための要部図、図１２は、実施の形態２のさらに他の実施態様における画像表示装置の動作を説明するための要部図である。
【００２５】
図９に示すように、実施の形態３における画像表示装置では、図５に示す実施の形態２の画像表示装置との違いは、捕捉孔５ｂに対応する位置のシリコーン樹脂４に凹部４ｂを設けたものであり、他の構成要素は実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
【００２６】
次に、実施の形態３における画像表示装置の動作、効果について、まず、図１０の画像表示装置の動作を説明するための要部図を参照して説明する。発光素子基板３とシェード５との間に間隙９を設けると共に、シリコーン樹脂４に凹部４ｂを設けることにより、シェード５の平坦部５ｃとシリコーン樹脂４の表面４ｃとの距離をさらに増大させることができ、太陽光１０がさらに奥のシリコーン樹脂４の凹部４ｂで反射されて、外部に取り出される入射角β３が入射角β１よりもさらに小さくなり、実施の形態１や実施の形態２よりも入射角の小さい入射光１１に対しても反射光量を抑制することができ、より低い太陽高度に対してもコントラストの向上を図ることができる。シェード５の厚さｔ、捕捉孔５ｂの縦の長さｄ、間隙ｇ及び凹部深さｓとすると、入射角度β３は、β３＝ｔａｎ-1（ｄ／２（ｔ＋ｇ＋ｓ））で表わされる。また、凹部４ｂの最深部を半球状にしておくことにより、入射光１１が様々な角度で反射されるためシリコーン樹脂４凹面による局所的な反射も軽減される。
【００２７】
続いて、図１１を用いて実施の形態２の他の態様について説明する。図１１の画像表示装置の動作を説明するための要部図に示すように、シリコーン樹脂４の凹部４ｂの表面を荒らしたものであり、入射光１１が凹部４ｂの表面で、乱反射されてシリコーン樹脂４内部に吸収されることにより反射を防止することができ、外部に取り出される光量が少なくなり、コントラストの向上を図ることができる。
【００２８】
また、図１２を用いて実施の形態２のさらに他の態様について説明する。図１２の画像表示装置の動作を説明するための要部図に示すように、発光素子基板３に貫通孔３ａを設けて、発光素子基板３部に達する凹部４ｂを形成することにより、さらに凹部を深くすることができ、入射光１１の入射角をさらに小さくすることが可能になり、低い太陽高度に対してもコントラストの向上を図ることができる。３ｂは、貫通孔３ａの保護用延長部品である。必ずしも発光素子基板３に貫通孔３ａを設ける場合だけでなく、発光素子基板３に凹部を設ける場合であってもよく、必要に応じて凹部の深さを決めればよい。
【００２９】
なお、捕捉孔５ｂの奥にあるシリコーン樹脂４は、太陽光１０を受けた時にその光を反射するが、捕捉孔５ｂの縦の長さｄは、シェード５の平坦部５ｃの表面から凹部の最深部までの距離ｒの１／２以下、すなわち、ｄ≦ｒ／２とすることが好ましい。この条件では、冬季における低い日中の太陽高度においても、直接シリコーン樹脂４で反射した太陽光１２が目１３に入らなくなる。つまり、画像表示装置１を見上げた場合、１年を通して太陽高度の高い日中においては太陽光１０が捕捉孔５ｂから反射されることがなく、孔開け効果により黒く見え、コントラストを向上することができる。実際のサイズ例としては、発光素子の垂直方向の間隔は８ｍｍ、水平方向の間隔は１６ｍｍ程度で、シェードの厚さｔは２ｍｍ程度、最深部までの距離ｒは４ｍｍ程度、捕捉孔の縦の長さｄ（垂直方向）は２ｍｍ程度である。
【００３０】
このように、実施の形態３における画像表示装置では、発光素子がないシェードの平坦部に捕捉孔を設け、また、シェードと発光素子基板との間に間隙を設けると共に、シリコーン樹脂や発光素子基板に凹部を設けることにより、シェード表面と凹部の最深部までの距離を増大させて、太陽光の一部を捕捉することにより、一段と反射光量を低減することができるので、実施の形態１や実施の形態２よりも、さらに低い太陽高度に対してもコントラストを向上させることができるという顕著な効果がある。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、画像表示装置を屋外に設置する場合におけるコントラストの向上の効果について説明したが、屋内に設置する場合においても照明等の外光に対してコントラストの向上を図れることは言うまでもない。
【００３２】
また、上記実施の形態では、庇と庇の間に発光素子列が一列配置される場合について説明したが、発光素子列が複数列配置される場合であってもよく、捕捉孔によるコントラストの向上が期待できる。
【００３３】
また、上記実施の形態では、捕捉孔の形状が矩形である場合について説明したが、円形、楕円形等、他の形状であっても同様の効果が期待し得る。
【００３４】
また、上記実施の形態では、捕捉孔の位置を発光素子間の中間に設ける例について説明したが、シェードの平坦部で発光素子の配置に影響を与えない場所であれば特に構わない。
【００３５】
また、上記実施の形態では、凹部のサイズについては言及しなかったが、捕捉孔のサイズよりも大きければよい。
【００３６】
また、上記実施の形態では、発光素子基板を被覆する樹脂をシリコーン樹脂と説明したが他の樹脂であってもよい。
【００３７】
また、図において、同一符号は、同一または相当部分を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１  画像表示装置
２  発光素子
３  発光素子基板
４  シリコーン樹脂
４ｂ  凹部
４ｃ  表面
５  シェード
５ａ  発光素子孔
５ｂ  捕捉孔
５ｃ  平坦部
５ｄ  庇
９  間隙
１０  太陽光
１１  入射光
１２  反射光
１３  目
【図１】
0005687047.tif 000002
【図２】
0005687047.tif 000003
【図３】
0005687047.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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